9月以來(lái)，受華西秋雨影響，渭河、伊洛河來(lái)水快激增，黃河設(shè)計(jì)院牽頭開發(fā)的伊洛河流域防洪“四預(yù)”系統(tǒng)在本次秋汛中首次投入實(shí)戰(zhàn)，以全鏈條、高精度、強(qiáng)支撐的業(yè)務(wù)融合體系，成為本次洪水防御的“硬核中樞”，為流域安全度汛提供了全方位技術(shù)支撐。
精密組織，打響汛前攻堅(jiān)戰(zhàn)
2024年9月，水利部安排部署開展流域防洪“四預(yù)”能力提升建設(shè)工作，要求各流域選取2條河流水系開展試點(diǎn)建設(shè)，確保2025年汛前完成相關(guān)工作。伊洛河作為黃河重要支流，被確定為首批試點(diǎn)河流。黃委防御局聞令而動(dòng)，牽頭組建專班，黃河設(shè)計(jì)院組織精兵強(qiáng)將成立項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，一場(chǎng)為期8個(gè)月的攻堅(jiān)戰(zhàn)拉開序幕。
面對(duì)系統(tǒng)開發(fā)周期短、集成難度大的挑戰(zhàn)，項(xiàng)目組采取集中辦公模式，在這兩百多個(gè)日夜里，團(tuán)隊(duì)成員放棄了節(jié)假日休息，全身心投入系統(tǒng)開發(fā)。水利部防御司及黃委防御局高度重視項(xiàng)目建設(shè)，全程參與指導(dǎo)，建立了分級(jí)調(diào)度機(jī)制。項(xiàng)目開展前期每?jī)芍苷匍_一次調(diào)度會(huì)，深入討論系統(tǒng)建設(shè)路線和實(shí)施方案；進(jìn)入系統(tǒng)建設(shè)關(guān)鍵期后，調(diào)度頻次加密至每周一次，實(shí)時(shí)跟蹤建設(shè)進(jìn)展，研判存在問(wèn)題，及時(shí)提出解決方案。
“錨定汛前目標(biāo)，一天也不能耽誤?！表?xiàng)目負(fù)責(zé)人藺冬回憶建設(shè)歷程時(shí)感慨。黃河設(shè)計(jì)院領(lǐng)導(dǎo)安新代、楊立彬等高位推動(dòng)，多次召開專題會(huì)議研究，并統(tǒng)籌協(xié)調(diào)內(nèi)外部資源，為系統(tǒng)建設(shè)提供堅(jiān)強(qiáng)保障。項(xiàng)目組內(nèi)部建立了詳細(xì)的工作臺(tái)賬制度，實(shí)行倒排工期、壓茬推進(jìn)的工作機(jī)制，確保各項(xiàng)任務(wù)無(wú)縫銜接、齊頭并進(jìn)。項(xiàng)目組每周定期向水利部防御司及黃委防御局報(bào)送工作進(jìn)展，形成了“問(wèn)題不過(guò)夜、進(jìn)展周周清”的高效工作節(jié)奏，這種精細(xì)化的組織管理為項(xiàng)目順利推進(jìn)提供了堅(jiān)強(qiáng)保障。
技術(shù)突破，打造“四預(yù)”智慧引擎
伊洛河流域防洪“四預(yù)”系統(tǒng)建設(shè)堅(jiān)持以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，在高精度數(shù)據(jù)底板構(gòu)建上實(shí)現(xiàn)了重大突破。項(xiàng)目組綜合運(yùn)用航空攝影測(cè)量、機(jī)載激光雷達(dá)、傾斜攝影及多波束測(cè)深無(wú)人船等先進(jìn)技術(shù)，采集了伊洛河流域高精度DEM/DSM數(shù)據(jù)，并以黃河設(shè)計(jì)院自主研發(fā)的水利時(shí)空三維仿真技術(shù)平臺(tái)“云河地球”為建設(shè)載體，構(gòu)建了“水陸空”一體化的高精度數(shù)字流域底板。該系統(tǒng)通過(guò)多源數(shù)據(jù)融合，實(shí)現(xiàn)了地表建筑、地形起伏、水利設(shè)施及河床的精準(zhǔn)刻畫，為洪水演進(jìn)模擬、淹沒(méi)分析和防汛決策提供了厘米級(jí)精度的空間數(shù)據(jù)支撐。
在模型算法層面，項(xiàng)目組創(chuàng)新提出了符合流域防汛業(yè)務(wù)特色的預(yù)報(bào)-調(diào)度-演進(jìn)的一體化計(jì)算方案，該方案充分發(fā)揮黃委防汛業(yè)務(wù)支撐單位的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將水文局降雨徑流預(yù)報(bào)模型、黃河設(shè)計(jì)院的水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度模型和黃科院的河道洪水演進(jìn)模型有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)了預(yù)報(bào)-調(diào)度-演進(jìn)的一體化計(jì)算。結(jié)合2021年秋汛洪水防御經(jīng)驗(yàn)和預(yù)報(bào)、調(diào)度業(yè)務(wù)分別由不同單位提供技術(shù)支撐的實(shí)際情況，建立了模型耦合、數(shù)據(jù)耦合雙耦合的預(yù)報(bào)調(diào)度互饋模式，既保證了預(yù)報(bào)調(diào)度方案的時(shí)效性（模型耦合快速出結(jié)果），又確保了結(jié)果的可靠性（數(shù)據(jù)耦合保證結(jié)果準(zhǔn)確性）。
系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)全方位提升。基于陸渾、故縣兩座水庫(kù)的不同調(diào)度運(yùn)用方式，該系統(tǒng)能夠快速組合調(diào)用下游河道一維水動(dòng)力學(xué)模型、伊洛河夾灘二維水動(dòng)力學(xué)模型，以及水庫(kù)庫(kù)區(qū)一、二維水動(dòng)力學(xué)模型，動(dòng)態(tài)模擬洪水演進(jìn)及淹沒(méi)過(guò)程，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)淹沒(méi)面積、影響人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)（水文站）、線（堤防）、面（夾灘、水庫(kù)庫(kù)區(qū)）不同層級(jí)的洪水風(fēng)險(xiǎn)推演，極大提升了伊洛河防洪風(fēng)險(xiǎn)研判能力。
協(xié)同創(chuàng)新，突破實(shí)時(shí)預(yù)演瓶頸
系統(tǒng)建設(shè)充分體現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新的力量。在黃委防御局統(tǒng)籌下，黃河設(shè)計(jì)院有效整合水文局、黃科院、信息中心等單位技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將委內(nèi)頂尖的“預(yù)報(bào)-調(diào)度-演進(jìn)-風(fēng)險(xiǎn)分析”模型深度耦合，使系統(tǒng)的運(yùn)行效率和業(yè)務(wù)功能得到了顯著提升。
最具代表性的是在二維水動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算渲染方面的突破。利用二維水動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行河道洪水模擬計(jì)算，并通過(guò)可視化引擎進(jìn)行渲染，可以幫助直觀研判洪水風(fēng)險(xiǎn)，但受制于二維水動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算數(shù)據(jù)量大，需要計(jì)算渲染時(shí)間長(zhǎng)，一般難以支撐防汛會(huì)商實(shí)時(shí)計(jì)算需要。黃河設(shè)計(jì)院和黃科院的技術(shù)人員通力合作，創(chuàng)新提出了“邊算邊演”的技術(shù)方案，優(yōu)化提升了二維水動(dòng)力學(xué)模型的計(jì)算和渲染效率，將計(jì)算及渲染時(shí)間控制在5分鐘以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了會(huì)商場(chǎng)景下的近實(shí)時(shí)預(yù)演，極大提高了洪水淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)模擬展示水平。
“系統(tǒng)特別建立了‘模型耦合+數(shù)據(jù)耦合’的雙耦合預(yù)報(bào)調(diào)度互饋模式?！奔夹g(shù)骨干王鵬解釋，“既通過(guò)模型快速出方案，又通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)修正，在速度與可靠性之間找到了最優(yōu)解?！边@一創(chuàng)新顯著提升了伊洛河防汛指揮的精準(zhǔn)性與時(shí)效性。在隨后舉行的2025年黃河防洪調(diào)度演練中，系統(tǒng)也經(jīng)受住了實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)，對(duì)降雨產(chǎn)匯流預(yù)報(bào)、中游水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度、洪水演進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)分析等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了完美展示，獲得水利部、黃委及各觀摩單位的一致好評(píng)。
實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)，秋汛防御彰顯系統(tǒng)價(jià)值
9月以來(lái)，渭河、伊洛河流域遭遇持續(xù)強(qiáng)降雨過(guò)程，新建成的“四預(yù)”系統(tǒng)迎來(lái)首次實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)。在本輪秋汛防御中，系統(tǒng)展現(xiàn)出強(qiáng)大的決策支持能力，將建設(shè)成果切實(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的防洪效益。
系統(tǒng)接入水文局超前洪水預(yù)報(bào)，提前7天精準(zhǔn)預(yù)測(cè)了伊洛河將會(huì)發(fā)生的洪水過(guò)程，為調(diào)度決策贏得了超長(zhǎng)窗口期。在調(diào)度過(guò)程中，不僅要考慮伊洛河洪水，也要考慮黃河干流洪水；既要確保黃河下游灘區(qū)防洪安全，又要保障水庫(kù)庫(kù)區(qū)群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。面對(duì)中下游三門峽、小浪底、陸渾、故縣、河口村五座水庫(kù)復(fù)雜的調(diào)度抉擇，系統(tǒng)可以迅速生成多個(gè)調(diào)度方案并進(jìn)行模擬預(yù)演，根據(jù)預(yù)演結(jié)果逆向推演優(yōu)化調(diào)度方案。
在長(zhǎng)達(dá)30天的調(diào)度過(guò)程中，系統(tǒng)推薦的方案成效顯著：花園口斷面洪峰流量始終控制在3000立方米每秒以下，陸渾、故縣水庫(kù)最大削峰率分別達(dá)到96%和92%，最高水位均不超過(guò)征地水位，在確保下游河道行洪平穩(wěn)、避免灘區(qū)群眾生產(chǎn)生活受到影響的同時(shí)，還充分實(shí)現(xiàn)了洪水資源化利用，為次年儲(chǔ)備了寶貴的水資源，充分發(fā)揮了水庫(kù)群綜合利用效益。
當(dāng)前，秋汛洪水仍未結(jié)束，這套凝聚著智慧與創(chuàng)新的伊洛河流域防洪“四預(yù)”系統(tǒng)仍將繼續(xù)發(fā)揮作用。在這條科技興水的道路上，黃河人也將繼續(xù)以創(chuàng)新為槳、以擔(dān)當(dāng)為帆，奮力書寫新時(shí)代治黃事業(yè)的嶄新篇章。